Characteristica universalis 3. Logikai alapfogalmak.

Az előadások a következő témára: "Characteristica universalis 3. Logikai alapfogalmak."— Előadás másolata:

1 Characteristica universalis 3. Logikai alapfogalmak

2 A logikai szerkezet Nyelvtani mondat  Logikai mondat (explicit és egyértelmű információk) Grammatika  Logikai grammatika (a felépítés szabályai) A logikai mondatok alkatrészei: – Logikai alkatrészek (logikai jelek/konstansok) – Nem-logikai alkatrészek (betűjelek) = paraméterek

3 Nem-logikai alkatrészek Grammatikai alany – állítmány: – individuumnév – predikátum ( függvényként működik) lehet összetett vagy bővített is argumentuma: az individuumnév argumentumszám tárgyalási univerzuma terjedelme (extenziója)

4 Például András ír. Vagy: András levelet ír. – András : individuumnév (tulajdonnév) – ír : predikátum – Levelet ír : összetett vagy bővített predikátum – egyargumentumú a predikátum András írja a levelet. – András, levél : individuumnév – írja : predikátum – kétargumentumú a predikátum Miskolchoz Debrecen közelebb van, mint a fővárosunk. – Miskolc, Debrecen : individuumnév (tulajdonnév) – fővárosunk : individuumnév (deskripció) – közelebb van, mint : predikátum – több: háromargumentumú a predikátum

5 „András és a barátom húga ír”

6 Jelölések paraméterek: – mondatparaméterek: p, q, r – névparaméterek: a, b, c – individuumváltozók: x, y, z – predikátumparaméterek: F, G, H – egy p logikai mondat felbontása: aF, vagy xG – formulák („blanketták”): A, B, C pl.: (… & …) – premisszahalmaz: P, a levont konklúzió: K segédjelek: – Indexálás, pl.: p 1, p 2, p 3 – összetartozó kifejezések (…) – premisszahalmaz { … }

7 Például Szegedre megyek. → mondatparamétere: p Utaznom kell. → mondatparamétere: q Ha Szegedre megyek, utaznom kell. Szegedre megyek. Utaznom kell. → mondatparaméterekkel: ‘ha p, akkor q’; p; q Andrea szorgalmasan jegyzetel. – Andrea : individuumnév, meghatározott, névparamétere: a – szorgalmasan jegyzetel : összetett predikátum, predikátumparamétere: F – a teljes mondat jelölése: aF Minden élő ember lélegzik. – Minden élő ember : individuumnév, nem meghatározott, individuumparamétere: x – lélegzik : predikátum, predikátumparamétere: G – a teljes mondat jelölése: xG

8 További példák Egy A formula: (… & …), kitöltési lehetőségek: – Tél van és hideg. – Előadáson vagyunk és tanulunk. Kizárt harmadik törvénye formulával:  (p   p) – Andrea vagy itt van az előadáson vagy nincs itt. Ellentmondásmentesség törvénye formulával:   (p &  p) – Andrea nem lehet egyszerre itt is és máshol is. Nem igaz, hogy esik az eső és süt a nap. – Nem igaz, hogy ( (esik az eső) és (süt a nap). ) – ~ ( p & q ) Ha sztrájkolnak a vasutasok, akkor nem járnak a vonatok. Sztrájkolnak a vasutasok, ezért nem járnak a vonatok. – {Ha sztrájkolnak a vasutasok, akkor nem járnak a vonatok. Sztrájkolnak a vasutasok.} (tehát) (Nem járnak a vonatok.) – {p; q}  r

9 Funktorok Logikai funkcióval bíró nyelvi eszközök: – Predikátum = logikai név  logikai mondat pl. ‘Péter fut’ – Névfunktor = név  név pl. ‘Péter anyja’ – Mondatfunktor = mondat  mondat pl. ‘Péter tanul, mivel jó eredményt akar elérni.’ Általános jellemzők: – argumentumhely, argumentumszám – tárgyalási univerzuma, terjedelme (extenziója)

10 Igazságfüggvények Egy vagy több állításból (a bemeneti értékekből) képez állítást oly módon, hogy az eredmény (a kimenet) igazságértékét a bemeneti értékek igazságértékei határozzák meg – számuk elviekben végtelen – a logika nevesít néhányat: ← logikai konstansok – ezek kombinációjával bármely logikai összefüggés leképezhető – ezek képezik a logikai mondatok logikai alkatrészeit – ezek rendezik el a logikai struktúrát

11 Negáció (  p,  p, p ̅, Np) p pp 10 01 Természetes nyelvi megfelelője: ‘nem’, ‘nem igaz, hogy’ o Igazságfüggvényként az igazságértékeket fordítja meg o Egyargumentumú mondatfunktor o (negáció, + identitás, + igaz-gép, + hamis-gép) o Monadikus és szimmetrikus: p pp  (  p) 101 010

12 MI AZ, ami nem igaz? Bernadett jegyzetel. Nem Bernadett jegyzetel. Bernadett nem jegyzetel. Nem igaz, hogy Bernadett jegyzetel. Márton szeretne sokat tanulni, és szeretne jó eredményekkel vizsgázni : 1.(Nem igaz, hogy Márton szeretne sokat tanulni), és szeretne jó eredményekkel vizsgázni. 1.Márton szeretne sokat tanulni, és (nem igaz, hogy szeretne jó eredményekkel vizsgázni). 1.Nem igaz, hogy Márton szeretne sokat tanulni is és jó eredményekkel vizsgázni is.

13 Konjunkció (p&q,p  q, pq, Kpq) pqp & q 111 100 010 000 &10 110 000 o Természetes nyelvi megfelelője: ‘és’ o Kétargumentumú mondatfunktor: diadikus logikai művelet o Kimenetének igazságértéke abban az esetben igaz, ha mindkét bemenete igaz; minden más esetben pedig hamis: o Igazságfüggvényként az igazságértékeket kapcsolja össze o Kommutatív: p & q  q & p o Asszociatív: (p & q) & r  (p & r) & q  p & (q & r)  p & q & r

14 ‘&’ versus ‘és’ 1.A természetes nyelvben az ‘és’-nek a konjunkciótól eltérő jelentése is lehet: pl. időbeni egymásutániság: Megebédeltünk és elmentünk kirándulni. Elmentünk kirándulni és megebédeltünk. Az időben egymásra következés nem kommutatív, nem érvényes a p & q  q & p ekvivalencia 2.A természetes nyelvben a konjunkció más nyelvi eszközökkel is kifejezhető: Ettünk is, ittunk is. Bár csodállak, ámde nem szeretlek.

15 Alternáció (p  q, p+q, Apq) pqp V q 111 101 011 000 V10 111 010 o Természetes nyelvi megfelelője: ‘vagy’, ‘és/vagy’; ‘vel’ (latin) o Megengedő vagy, megengedő diszjunkció / adjunkció o Kétargumentumú mondatfunktor: diadikus logikai művelet o Igazságfüggvényként az igazságértékeket kapcsolja össze o Kimenetének igazságértéke abban az esetben hamis, ha mindkét bemenete hamis; minden más esetben pedig igaz o Kommutatív, asszociatív

16 A konjunkció és az alternáció egymás duálisai Két igazságfüggvény akkor duálisa egymásnak, ha az egyik igazságfeltételében az igaz szavakat hamis szavakkal fölcserélve a másik igazságfeltételeit kapjuk. Konjunkció: kimenetének igazságértéke abban az esetben igaz, ha mindkét bemenete igaz; minden más esetben pedig hamis Alternáció: kimenetének igazságértéke abban az esetben hamis, ha mindkét bemenete hamis; minden más esetben pedig igaz V10 111 010 &10 110 000

17 A konjunkció és az alternáció egymás duálisai  p V  q   (p & q) Nem esik az eső, vagy nem süt a Nap.  Nem igaz, hogy (esik az eső és süt a Nap). Bizonyítás : pq pp qq  p V  q p & q  (p & q) 1100010 1001101 0110101 0011101

18 Kizáró vagylagosság pq pqpq 110 101 011 000  10 101 010 o Természetes nyelvi megfelelője: ‘vagy’; latinul: ‘aut’ o p  q  (p &  q) V (  p & q) o Kétargumentumú mondatfunktor: diadikus logikai művelet o Igazságfüggvényként az igazságértékeket kapcsolja össze o Kimenetének igazságértéke abban az esetben igaz, ha bemenetei eltérő igazságértékkel rendelkeznek

19 Sem—sem-funktor (negált alternáció) pqp║qp║q 110 100 010 001 ║ 10 100 001 o Természetes nyelvi jelentése: ‘sem… sem…’ o definíciója: p ║ q   (p V q)   p &  q o Kétargumentumú mondatfunktor: diadikus logikai művelet o Igazságfüggvényként az igazságértékeket kapcsolja össze o Kimenetének igazságértéke abban az esetben igaz, ha mindkét bemenete hamis; minden más esetben pedig hamis o pl.: Sem időm, sem energiám.

20 Sheffer-funktor (negált konjunkció) pqp | q 110 101 011 001 |10 101 011 o Természetes nyelvi jelentése: összeférhetetlenség o definíciója: p | q   (p & q) o Kétargumentumú mondatfunktor: diadikus logikai művelet o Kimenetének igazságértéke abban az esetben hamis, ha mindkét bemenete igaz; minden más esetben pedig igaz o pl. Katira és Péterre mondva: „Legfeljebb egyikük van otthon.”

21 Vagy-típusok 1.Sheffer-funktor (negált konjunkció) VAGY az egyik, VAGY a másik, VAGY egyik sem 2.Alternáció (megengedő diszjunkció) VAGY az egyik, VAGY a másik, VAGY mindkettő 3.Kizárólagos vagylagosság (kizáró diszjunkció) VAGY az egyik, VAGY a másik

22 Kondicionális (p  q,p  q,Cpq)  10 110 011 o Természetes nyelvi megfelelője: ‘ha …, akkor …’ o kondicionális vagy implikáció: p  q   (p &  q) o Kétargumentumú mondatfunktor: diadikus logikai művelet o Igazságfüggvényként az igazságértékeket kapcsolja össze o Kimenetének igazságértéke abban az esetben hamis, ha a feltételes állítás előtagja igaz és utótagja hamis pq p  q 111 100 011 001

23 Kondicionális 1. pqp  q 111 100 011 001 1. Nem kommutatív Ha esik az eső, akkor sáros a mező. Ha sáros a mező, akkor esik az eső. 2. p  q kontraponáltja:  q   p kontrapozíció törvénye:  (p  q)   (  q   p) Ha esik az eső, akkor sáros a mező. Ha nem sáros a mező, akkor nem esik az eső. 3. Nem asszociatív p: Esik az eső.  nem igaz q : Sáros a föld.  igaz r : Esernyő van nálam.  nem igaz (p  q)  r  nem igaz p  (q  r)  igaz

24 Kondicionális 2. 4.Leválasztási szabály: modus ponens: ha igaz kondicionális előtagja igaz, akkor utótagjának is igaznak kell lennie modus tollens: ha igaz kondicionális utótagja hamis, akkor előtagjának is hamisnak kell lennie 5.Láncszabály (tranzitív tulajdonság):  (p  q) &  (q  r)   (p  r)  10 110 011

25 Bikondicionális (p  q,p  q,Epq) pqp  q 111 100 010 001  10 110 001 o Természetes nyelvi megfelelője: ‘ha …, akkor, és csak akkor …’ o bikondicionális vagy ekvivalencia: p  q  (p  q) & (q  p) o Kétargumentumú mondatfunktor: két mondatból állít elő egy újat (= diadikus logikai művelet) o Igazságfüggvényként az igazságértékeket kapcsolja össze o Kimenetének igazságértéke abban az esetben igaz, ha bemenetei egyező igazságértékkel rendelkeznek o kommutatív és asszociatív

26 Konstans-kombinációk pqK1K1 K2K2 K3K3 K4K4 K5K5 K6K6 K7K7 K8K8 K9K9 K 10 K 11 K 12 K 13 K 14 K 15 K 16 1111110110100100 00 1011101101010010 00 0111011011001001 00 001011100011100010 K 1 tautológia (igaz gép — K 16 ellentmondás (hamis gép) K 2 alternáció — K 15 negált alternáció = sem-sem funktor K 4 kondicionális — K 13 negált kondicionális = összeférhetetlenség K 5 negált konjunkció = Sheffer-funktor — K 12 konjunkció K 8 bikondicionális — K 9 kizáró vagylagosság

27 Például Btk. 16. § Kísérlet miatt büntetendő, aki a szándékos bűn- cselekmény elkövetését megkezdi, de nem fejezi be. (Kísérlet) = (IGAZ, hogy egy szándékos bűncselekmény elkövetését megkezdi) ugyanakkor/ÉS (NEM IGAZ, hogy ezt a szándékos bűncselekményt befejezi) p  p &  q  xF &  (xG)

28 Például Kuruzslás : Btk. 285. § (1) Aki jogosulatlanul, ellenszolgáltatásért vagy rendszeresen az orvosi gyakorlat körébe tartozó tevékenységet fejt ki […] (Kuruzslás) = (jogosulatlanul ÉS ellenszolgáltatásért) VAGY (jogosulatlanul ÉS rendszeresen) fejt ki az orvosi gyakorlat körébe tartozó tevékenységet p  (q 1 & q 2 ) V (q 1 & q 3 )

29 Például Btk. 11. § (1) A bűncselekmény bűntett vagy vétség. (bűncselekmény)  VAGY (bűntett) VAGY (vétség) p  q  r Ptk. 11. § (1) Cselekvőképes mindenki, akinek cselekvőképességét a törvény nem korlátozza vagy nem zárja ki. (cselekvőképes) = akinek cselekvőképességét törvény (NEM IGAZ, hogy korlátozza) VAGY (NEM IGAZ, hogy kizárja) p   q   r   (xF)   (xG)

30 Például Btk. 166. § (1) Aki mást megöl, bűntettet követ el […] HA valaki mást megöl, AKKOR bűntettet követ el. p  q  xF  xG Ptk. 624. § (2) Korlátozottan cselekvőképes személy csak közvégrendeletet tehet […] Korlátozottan cselekvőképes személy (végrendelete érvényes,) AKKOR, ÉS CSAK AKKOR, (ha végrendelete közvégrendelet). p  q  xF  xG

31 Például Btk. 166. § (1) Aki mást megöl, bűntettet követ el […] HA valaki mást megöl, AKKOR bűntettet követ el. p  q  xF  xG Ptk. 624. § (2) Korlátozottan cselekvőképes személy csak közvégrendeletet tehet […] Korlátozottan cselekvőképes személy (végrendelete érvényes,) AKKOR, ÉS CSAK AKKOR, (ha végrendelete közvégrendelet). p  q  xF  xG

32 Metalogikai jelek Nem a mondatok logikai struktúrájának jelölésére szolgálnak (mint a logikai műveletek) A logikai struktúrák/formulák/sémák közötti logikai viszonyok jelölésére szolgálnak Ezek logikai törvények  nincsenek természetes nyelvi megfelelői (kötőszavak)

33 Logikai ekvivalencia Jele:  A  jel két oldalán lévő kifejezések igazságértékei azonosak; logikailag ugyanazt fejezik ki: ekvivalensek egymással Szimmetrikus reláció: ha A  B, akkor B  A Ha Jancsi házastársa Juliskának, akkor Juliska is házastársa Jancsinak. Tranzitív reláció:ha A  B és B  C, akkor A  C Ha Péter testvére Pálnak és Pál testvére Jánosnak, akkor Péter is testvére Jánosnak.

34 Következményreláció Jele:  Az érvényes logikai következtetést jelöli A jel bal oldalán a premisszahalmaz, jobb oldalán a konklúzió van: P  K A premisszák halmaza maga után vonja, implikálja a konklúziót ← implikáció Egyirányú reláció: csak a premisszákból következik a konklúzió, fordítva azonban nem

35 Logikai igazság Jele:  A  jel baloldalán itt nem szerepel semmi Logikai igazság:, ha az állítás minden körülmények között igaz, = nem premisszafüggő A klasszikus logika két alaptörvénye logikai igazság : o Kizárt harmadik törvénye:  (p   p) Vagy az állítás vagy annak negáltja szükségképpen igaz. o Ellentmondásmentesség törvénye:  (p &  p) Nem lehet egyszerre igaz az állítás és annak negáltja.

36 Logikai törvények Logikai törvények: a metalogikai jelek felhasználásával felírható alapvetések, követelmények az érvényes következtetések számára Például: (T1)  (  p)  p (T2) p & q  q & p (T3) (p & q) & r  p & (q & r)  p & q & r

37 Logikai törvények (T5) p V q   (  p &  q) (T5) negáltja:  (p V q)   (  p &  q) És ennek egyszerűsítése: (T9)  (p V q)   p &  q (az egyik De Morgan-törvény) V10 111 010 ║ 10 100 001

38 Logikai törvények (T5) p V q   (  p &  q) Rendezzük át:  (  p &  q)  p V q Éljünk a következő cserékkel: p →  p, q →  q  (  p &  q)   p V  q Tehát: (T10)  (p & q)   p V  q (a másik De Morgan-törvény) &10 110 000 |10 101 011

39 Logikai törvények (T12) {p V q,  p}  q és {p V q,  q}  p Ha egy kéttagú alternáció igaz, de egyik tagja hamis, akkor másik tagjának igaznak kell lennie. V10 111 010

40 Logikai törvények A kondicionális levezethetőségének törvénye: (T13) (p  q)   (p &  q) Kontrapozíció törvénye: (T14) (p  q)   q   p Leválasztási szabály (modus ponens): (T15) {p  q, p}  q Előtag indirekt cáfolása (modus tollens): (T16) {p  q,  q}   p Láncszabály (tranzitív tulajdonság): (T17) {p  q, q  r}  p  r  10 110 011

41 Logikai törvények Az alternáció levezethetősége kondicionálisból: (T18) p V q   p  q pqp V q p  qp  q pp q p  qp  q 1111011 1010001 0111111 0001100

42 Logikai törvények A konjunkció levezethetősége kondicionálisból: (T19) p & q   (p   q) pqp & q p  qp  q p qqp  qp  q (p  q) (p  q) 11111001 10001110 01010010 00010110

43 Logikai törvények Bikondicionális levezethetőségének törvénye: (T21) (p  q)  (p  q) & (q  p) Bikondicionálisból való következtetés törvénye: (T21) szerint: (p  q)  (p  q), (p  q)  (q  p) (T22) {p  q, p}  q, {p  q,  q}   p Láncszabály alkalmazhatósága bikondicionálisra: (T23) {p  q, q  r}  p  r  10 110 001

44 Logikai törvények Kizáró értelmű vagylagosság levezethetősége: (T24) (p  q)  (p &  q) V (  p & q) (T25) (p  q)   p  q, (p  q)  p   q pq p  qp  qp  qp  q pp q p  qp  q 1101010 1010001 0110111 0001100

45 A függvény fogalma Adott két nem üres halmaz: ‘A’ és ‘B’. ‘A ‘ halmazon értelmezett ‘B’-beli értékeket felvevő függvényt kapunk, ha az ‘A’ halmaz minden eleméhez hozzárendeljük a ‘B’ halmaz egy elemét.

46 Logikai függvények Logikai függvények: a nem-logikai alkatrészek (argumentumok) igazságértékei között a logikai alkatrészek (igazságfunktorok) segítségével teremtett összefüggések Igazságfüggvény: egy vagy több állításból (a bemeneti értékekből) képez összetett állítást oly módon, hogy az eredmény (a kimenet) igazságértékét a komponensek (a bemeneti értékek) igazságértékei egyértelműen meghatározzák A logikai függvények ugyanolyan feszesen vannak definiálva, mint a matematikaiak, s ugyanolyan deduktív következtetési rendszer részét képezik

47 Szöveges függvények A függvényt megalapozó összefüggést a logikai szavak jelölik ki A paraméter vagy a változó helyén állhat: egy szimbólum, vagy egy szövegrész is Az egyszerűsítés és kezelhetőség érdekében, segédeszközként definiálunk: o igazságfunktorokat (logikai jeleket) o paramétereket és változókat.

48 Szöveges függvények A logika elvonatkoztat a változók tartalmától o ‘ha (valaki idegen dolgot mástól azért vesz el, hogy azt jogtalanul eltulajdonítsa), akkor (lopást követ el)’ o ‘(valaki idegen dolgot mástól azért vesz el, hogy azt jogtalanul eltulajdonítsa)  (lopást követ el)’ o ‘ ha p, akkor q’ o ‘p  q’ Logikai elemzés: az adott szöveg logikai szerkezetének feltárása, és ennek alapján következtetések levonása Új forma/lehetőség a számítástechnika alkalmazása: pl. logikai programozási nyelvek (pl. Prolog), döntés- támogató rendszerek (Decision Support System, DSS)

49 Például Btk. 172. § (1) Aki nem nyújt tőle elvárható segítséget sérült vagy olyan személynek, akinek az élete vagy testi épsége közvetlen veszélyben van, vétséget követ el, és két évig terjedő szabadságvesztéssel büntetendő. ‘ ( ( valaki nem igaz, hogy segítséget nyújt ) & ( tőle elvárható módon ) ) & ( olyan másvalakinek, aki ( már sérült )  ( ( testi épsége V élete ) közvetlen veszélyben van ) )  ( bűnös segítségnyújtás elmulasztásában ) ’ (  p 1 & p 2 & (p 31  ( p 321 V p 322 ) ) )  q

50 Azonosság Olyan kétargumentumú predikátum (funktor), amely két olyan nevet kapcsol össze, amelynek jelölete azonos Jele: = (olvasata: ‘azonos’) Olyan kétváltozós függvény, amely ‘igaz’ értéket rendel az azonos jelöletű individuumpárokhoz ‘a = b’, pl. „(Magyarország fővárosa) azonos (Budapesttel).” Az ilyen állítások az azonossági állítások

51 Azonosság Azonosság alapvetően önazonosság:  (a = a) Azonosság a klasszikus logikában csak individuumok között állhat fenn Az azonosságot nem a nyelvi kifejezések egybeesése, hanem faktuális értékük (jelöletük) azonossága alapítja meg → használható az ‘a = b’ séma is, általánosan: {a = b, F(a)}  F(b) ← Leibniz-törvény „Bécs és Budapest világváros” = „Bécs és Magyarország fővárosa világváros” (ha Budapest Magyarország fővárosa)